Batteria solida di Donut Lab supera test di resistenza al calore estremo.
Pubblicato il da Ignazio Aragona - Tecnologia
Il centro di ricerca tecnico VTT della Finlandia, di proprietà statale, ha condotto un nuovo test sulle celle a stato solido sviluppate dalla startup Donut Lab. L’obiettivo era comprendere come queste celle si comportassero in condizioni di calore estremo, un fattore noto per influenzare negativamente le batterie litio-ioni tradizionali. Sorprendentemente, i risultati hanno rivelato che la batteria a stato solido non solo riesce a rilasciare energia anche a temperature di 100 gradi Celsius (212 gradi Fahrenheit), ma migliora addirittura la sua capacità.
La sperimentazione delle celle a stato solido
Il team ha testato la batteria a stato solido da 3.6V e 26 Ampore a tre temperature diverse: 20 gradi Celsius, come riferimento alle condizioni ambientali, 80 gradi Celsius per il “calore elevato” e 100 gradi Celsius per il “calore estremo”. Per garantire che la batteria funzionasse correttamente durante il test, VTT ha applicato una pressione fisica sulla batteria utilizzando una piastra di acciaio e l’ha posizionata su un dissipatore di calore all’interno di una camera a temperatura controllata.
I risultati hanno dimostrato che la batteria a stato solido finlandese riesce a funzionare a temperature elevate, migliorando la sua efficienza con l’aumento della temperatura. Infatti, a temperatura ambiente, la cella ha fornito 24.9Ah, servendo come base per i test successivi. A 80 gradi Celsius, la performance è aumentata a 27.5Ah, raggiungendo circa il 110.5% della capacità a temperatura ambiente. Quando la temperatura ha raggiunto i 100 gradi Celsius, la cella ha erogato 27.6Ah, ovvero il 107.1% delle prestazioni a temperatura ambiente.
Sebbene la batteria abbia continuato a funzionare e potesse essere ricaricata successivamente, la guaina fisica ha perso il suo sigillo di vuoto, probabilmente a causa delle alte temperature. VTT ha osservato che la cella a stato solido ha effettivamente aumentato la propria efficienza a temperature elevate, fornendo più energia rispetto a quella a temperatura ambiente. Anche oltre i 100 gradi Celsius – una temperatura pericolosa per molte batterie standard – la cella ha continuato a fornire energia e ha mantenuto la possibilità di ricarica.
I vantaggi delle batterie a stato solido
Le batterie a stato solido, spesso definite “il sacro graal” delle batterie, sono sfuggite ai ricercatori per decenni. La maggior parte delle aziende automobilistiche elettriche utilizza batterie litio-ioni “umide”, che impiegano elettroliti liquidi per trasferire l’energia. Tuttavia, queste batterie possono caricare lentamente, congelarsi a temperature sottozero e contengono materiali infiammabili, che possono essere pericolosi in caso di incidente. Le pack a stato solido, invece, sono realizzate con materiali conduttivi “secchi” in grado di contenere più energia senza i problemi di fuga termica delle batterie tradizionali. Ciò potrebbe tradursi in veicoli elettrici con una maggiore autonomia, tempi di ricarica ridotti e migliori prestazioni in condizioni estreme.
Le batterie litio-ioni con elettroliti liquidi sono più suscettibili al calore estremo. Se una batteria liquida supera temperature elevate, il liquido può vaporare e incendiarsi, un fenomeno noto come fuga termica. Inoltre, ad alte temperature, il liquido può degradarsi, riducendo la vita della batteria o causando un pericoloso rigonfiamento.
Sostituendo il liquido infiammabile con un materiale ceramico o polimerico solido, Donut Lab sostiene di poter migliorare la tolleranza della batteria al calore estremo, portando a una maggiore efficienza. Come dimostrato nello studio di VTT, il calore riduce effettivamente la resistenza interna dell’elettrolita solido, consentendo agli ioni di muoversi più facilmente. Questo è il motivo per cui la capacità della batteria è aumentata a 80 gradi e 100 gradi Celsius.
È importante notare che il report non affronta alcune questioni chiave relative alla batteria a stato solido di Donut Lab. In primo luogo, VTT non conferma la chimica della batteria, ma si limita a considerarla per quello che è. Inoltre, il test non affronta il problema dei dendriti, delle strutture microscopiche che possono formarsi tra anodo e catodo, causando cortocircuiti. Forse Donut Lab affronterà queste questioni nei futuri risultati di test indipendenti, come promesso nella sua serie “I Donut Believe”.
Fonti: VTT Technical Research Centre, Donut Lab, Verge.
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